信息技术在农业中的应用及发展现状

□ 刘国祥

（湖南交通工程学院电气与信息工程学院，湖南 衡阳 421001）

从1993年美国信息高速公路计划推行以来，信息化引起了世界各国的重视，从而在世界范围引发全球信息化浪潮。以美国为首的西方发达资本主义国家，经数十年的积累和发展，信息技术已充分融入社会、经济、生活的各个层次和各个方面，信息产业的产值达到了相当的规模，占国民生产总值的60%。我国面临如此严峻的国际环境，处在向集约型经济转变的过程中，要紧跟信息技术发展的时代步伐，及时加入这一全球性的历史进程。党和国家高度重视信息技术，并提出了很多关于信息化的方针政策，如“三金工程”、“国民经济信息化”以及“国民经济和社会信息化”等。这些都极大促进了我国信息化的发展。在“十四五”规划中，把推进社会信息化作为国家重要的战略性任务和目标。

信息技术已是信息现代化农业发展的动力和趋势，我国迫切需要对农业生产结构进行大规模调整和完善，扩大信息技术的应用领域，实施信息技术与现代化农业发展相结合，探索适合我国农业信息现代化发展的道路和信息技术服务平台的模式。

一、信息技术应用于农业的必要性

（一）有利于农业科学推广普及和应用

随着信息网络的不断健全和信息技术的普及，农业科学技术不断推广普，发展速度将大大加快，同时农业的科技贡献率也将大幅度提高。农业知识和技术的传播要跨越时空障碍，使广大农村里每个角落都能洒满先进实用的现代农业科技知识和先进的技术。当前充分利用农业信息技术，加速农业信息现代化建设进程，利用先进的科学技术大大提高农业生产力，对于促进建设社会主义新农村具有重大意义。希望通过调查的方法和有关文章的阅读，收集更多的农业信息技术在我国的运用状况的信息资料，理性分析和总结，了解现在我国在农业信息上投入的情况，在农业信息技术为当前的生产带来的效益。另一方面，通过问卷和访谈的方式，去了解农民使用农业信息的状况。从分析结果中可以了解到我国农业信息运用的现状，找出现在优点，总结良好的经验、提出现在不足的方面，在不足方面作分析，并借鉴国内外成功的农业信息服务的经验，进一步加强我省农业信息化发展的进程，寻找一条适合国情、效果最佳的农业信息化道路，希望能给我国农业和农村的快速、协调发展提供一定程度的实践参考。

（二）有利于县农业产业化经营与产业升级

农业信息技术建设有利于加强千家万户进行的小规模生产，尤其能与千变万化的大市场有效对接。最先进的信息技术能够全方位地渗入农业生产和经营管理过程，可以跨越式地加速农村农业的产业化进程，提高我国农业行业化的总体质量。同时，物质资源投入合理化和相关信息的有效利用，也能对农业生态环境保护产生积极影响。信息技术在农业上的广泛应用将使传统的高耗低效型生产结构再一次被现代低耗高效型的生产结构所代替，农业就业也将由农业劳动密集型和土地生产密集型为主导向农业技术密集型与资本密集型和知识密集型过渡，农业的粗放型高消耗生产模式也将被高度集约型优质低耗的绿色农业生产模式所替代。

（三）有利于就业结构优化，缓解农村就业压力

随着农业信息化的建设和不断完善，农村信息来源也越来越显得多元化，从事与信息技术相关的咨询服务和信息中介以及知识密集型产业的人将越来越多，相对而言，从事传统农业生产的人就会越来越少。农村的服务业结构和农业人口组成在新形势下能够得以改善，更加趋于合理，农村劳动力的就业结构因此也得以转变。实现农业信息化能够推动农村相关企业发展，有助于实现农村剩余劳动力转移，使得农民就业结构和新兴产业发生变化。

（四）有利于农民生活方式改善，提高农民的素质

在社会主义新形势下，借助现代通讯技术来提高对农业的生产管理和经营管理的水平，通过改变农民的思想文化观念，培养出会经营、有文化、懂技术、觉悟高的新型农民，从而增强农民增收和维护自身利益的能力。农民通过现代信息技术能直接分享城乡居民的各种技术知识与市场信息，实时改变传统的生产生活方式，为推动农村文化和我国社会事业发展起到推动作用，促进自身享受现代文明成果。

二、信息技术在农业中的应用和发展现状

（一）自动导航技术发展及应用

自动导航技术是基于通讯技术、计算机技术和控制技术等多种学科的技术。自动导航技术是以传感器获取农业作业车辆的位置和姿态的信息，依据获取到的定位信息和路径信息，并通过控制转向装置驱动农业作业车辆沿着规划的路线行驶，从而实现导航。在农忙时期应用自动导航技术，能够实现夜间作业，避免了因为夜间光线不足而不能正常工作的问题。同时，应用自动导航技术能够减轻驾驶员的工作负担，提高了农业机械作业质量和工作效率，节省了作业时间，降低作业成本，避免了垄间重叠和遗漏现象。

自动导航技术是由车载终端、GPS接收机、转向控制器、转角传感器、电液比例转向控制系统和主控基站等部分组成。在车载终端方面，主要是触控式操作，而且操作简单快速。屏幕采用高清分辨率的大屏幕显示，使导航画面更加清晰。屏幕能够显示出作业的区域、速度和线路数，并绘制彩色的区域覆盖图。用户能够根据作业的需求，选择多重导航模式，如：直线、曲线、环线，同时，自动导航技术车载终端配有USB接口，使用U盘就可以将每天作业的数据导入到计算机里，便于出图和打印报告。

（二）播种监控技术的发展和应用

播种机是在全封闭状态下进行作业，由于外界作业环境恶劣，地面崎岖不平等环境的影响，很容易导致种管堵塞、漏播现象，这些现象是无法通过人的视觉和听觉来监视。当播种作业过程中种肥箱排空、输种肥管堵塞、排种盘或排种传动机构等出现故障时，将导致一行或数行播种管不能够正常工作，会出现农田大面积的漏播或重播的现象，从而导致农业生产的严重损失。播种监控技术能够通过监视传感器对上述现象进行实时监控，如果出现故障，会自动发出声光报警，方便驾驶员查找故障点，将损失降到最低点。目前我国应用的播种监控技术主要是以进口播种机（自带播种监控技术）为主，国外的播种监控技术几乎垄断我国农业市场，而国内的播种监控技术进入我国农业市场的空间十分狭小。农场应用的进口播种机（自带播种监控技术）配置拖拉机主要是进口拖拉机（200马力以上），其中马斯奇奥和大平原既能播玉米又能播大豆。农场应用的播种监控技术可靠性较高，播种监控车载终端全封闭式设计，具有高强度抗震抗冲击设计，而且操作界面是采用拨键式，操作简单快速。应用播种监控技术无需人工站于播种机上操作，驾驶员直接通过驾驶室内播种监控终端就可以获取种肥管状态、播种粒数、播种密度、播种速度、播种质量和播种作业时的幅宽。播种监控技术能够监测12路和9路的播种状态，而且播种精度高，可以达到1%-3%。在播种作业时应用播种监控技术，能够更好地保证播种的均匀度，使其出苗均匀，避免了播种作业时的漏播和重播现象，省去了人工补苗和间苗，减少了农业生产成本的投入，提高了作业的质量，增加了经济效益。

（三）施肥管理专家系统技术发展及应用

施肥管理专家系统是精准农业技术的重要组成部分，是以优质、高产、环保为目的。施肥管理专家系统是根据实际作物肥料的需求、病虫草害等数据为分析依据，通过机载决策系统，经过处理得出决策，并将决策发送给执行机构，执行机构通过操作调整控制肥料的变量投入，以满足科学合理的按需施肥，最大限度地提高肥料的利用率。因此，施肥管理专家系统具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。根据施肥方法的不同，可以将施肥管理专家系统分为基于处方图控制施肥和基于实时传感器控制施肥。基于处方图控制施肥是通过决策分析后的处方图施肥信息，根据田块的不同要求，进行施肥量的定位调控，有针对性地撒施不同配方及不同量的混合肥，土壤的检测结果、地块的位置和不同作物的品种决定了肥料的施用量。基于实时传感器控制施肥是根据传感器实时检测到的土壤信息，来准确地控制肥料的投入量，或者是根据实时检测的作物光谱信息分析调节施肥量。

（四）病虫害监测预防控制技术

病虫害是影响农作物产量和品质的重要因素之一，因此，农作物病虫害的诊断是农作物生长过程中最重要的环节。作物病虫害监测预防控制技术是基于专家系统，利用计算机技术，通过手持采集终端获取作物病虫害的信息，对作物的病虫害进行科学的诊断，并给予有效的预防措施。用户可以通过应用作物病虫害监测预防控制技术，根据系统所提供的农业专家指导信息，及时对作物病虫害进行防治，解决了防治不到位的问题，更好地让农业专家的知识和经验得到推广和应用，避免了诊断过程中耗费时间较长，错过病虫害防治的最佳时机，从而导致农作物减产。目前有很多农场没有应用作物病虫害监测预防控制技术，对农作物的病虫害采用预防的方法。预防主要是通过搜集各种病虫害的信息和阅读往年的灾情资料，再根据当年的实际情况和每年病虫害发生的时期，制定相应的管理方案。农场将管理方案通过网络媒介发给每个管理区和作业区的农业助理，农业助理根据管理方案，在农作物病虫害易发生前期，会对作物进行实时的观察。同时，农业助理也会根据自己所在管理区或作业区的实际情况，来提前实施预防措施。如果预防没有成功，出现了病虫害现象，他们会第一时间采集作物病虫害的信息，发送给专家，专家会对病虫害信息进行分析，提出解决方案，农场再根据专家提出的解决方案进行处理。目前农场应用的作物病虫害诊断系统智能化程度较低，系统运行过程中需要客户端有人员操作，操作人员将手持终端采集传回的图像与病虫害数据库进行匹配操作，诊断过程耗时较长，不能够实现适时地对作物进行诊断，极有可能错过病虫害防治的最佳时机，从而导致农作物减产。作物病虫害监测预防控制技术配置的手持采集终端，携带不方便，而且手持采集终端的操作比较复杂。

（五）信息资源网络体系基础建设

1.信息基础设施建设

目前，我国很多区域都覆盖了通信网络和广播电视网，农业信息服务水平不断提高，农业信息服务的业务范围也在不断扩大，己经开始在全国推广光纤传输网络，同时，电信、移动、联通的信息网及专用网的建设都取得不小的成绩。比如，农业部与中国移动建立了“共同推进农业信息化服务”战略合作伙伴，联合开发了“农信通”和“农信宝”农业信息产品，并且共同打造了12316综合服务平台等，携手推进了我国农业信息服务平台的建设。2014年4月在广州市召开的2014年全市农业市场信息工作暨金农工程培训会上，农业部与中国移动公司签署了《共同推进农业信息化服务战略合作协议》，这标志着双方在农业信息化服务领域新合作的开端。

2.信息服务手段

截止目前，我国己经在传统媒体的基础上逐步搭建起现代信息服务体系，形成了集有线网、互联网、卫星网及无线网集于一体的农业信息服务体系。一是构建了市、县、乡三级的网络信息服务体系；二是搭建了市、区（县）、乡镇的农业局及其直属单位的电子政务框架，有效地提高了农业系统办公服务效率，实现了政务公开；三是整合了农业系统的网站及信息资源，显著提高了信息处理的整体性。并且，在农业农村部的主导下，开发并完善了农业信息共享发布平台，实现了国内多个农业专业网站之间的互联互通，成为我国农业信息的重要来源；四是不断地创新着农业信息服务的方式与方法。我国为了能够更好地解决当前存在的“最后一公里”问题，与电信、联通、移动进行了竞价性沟通，分别合作开发了多种为农服务通讯新产品，为我国农业的发展创造了极为明显的社会效益及经济效益。

3.农业信息资源建设

中国农科院已经建成了 “中国农林资源库”，该数据库现已正式启用，在该系统的收录范围内，先后纳入了全国主要的农作物品种，有关的栽培、种植资料超过30多万份。此外，还陆续建设了畜牧产品数据库，农村合作经济库，农业信息数据库，农产品销售数据库，这里面包含了我国当前的主要农业生产经营和生产技术资料，对于推动中国农业的发展有着重大意义。

4.农业信息基础网络的运行方式

我国农业信息基础网采取不同的运行方式，内部局域网络的运行方式在网络中心与农业行政主管部门之间被采用，计算机远程通信网络的运行方式在网络中心与其他网员单位中被采用。同时，双向服务和分布集散式的运行方式也在农业信息基础网中成为应用的主要方式。在农业农村部信息中心设有农业信息基础网的网络中心，也成为一级信息集散中心，而二级信息集散中心则为省级农业主管部门，这样将不同地方信息的特点予以突出，在信息收集和传播过程中减少了重复和浪费，更加强化了信息的筛选、编辑、加工过程的针对性，信息实用性效果得以提升。在全国大中城市中，存在着农产品批发、花卉和水产品批发等市场以及相应的生产基地，而作为农业信息网的基本网员——农村基层经济组织和农业个体生产、经营者，也参与市场的分析和预测，筛选、编辑、加工来自国内外的信息，并及时反馈给用户。